近期,浙江大学医学院附属第一医院的谢杰教授团队在《J Extracell Vesicles》杂志上发表了一篇重要的科研论文,题为“Fused extracellular vesicles from M2 macrophages and human umbilical cord mesenchymal stem cells for the targeted regulation of macrophage pyroptosis in periprosthetic osteolysis”,影响因子为155。
研究背景:随着全球老龄化加速,关节置换的需求持续上升。无菌假体松动(aseptic prosthesis loosening, APL)是一种骨植入物界面无感染状态下松动的现象,是关节置换手术后最严重的并发症之一。APL的发生普遍被认为与人工关节磨损颗粒引发的周围骨溶解有关,然而其形成及骨溶解的具体病理机制仍未完全明确。现有研究显示,磨损颗粒引起的炎症反应可能构成APL的主要病理基础,但尚需进一步探讨以厘清相关分子靶标。巨噬细胞作为参与骨吸收的关键细胞,受到磨损颗粒的刺激,从而产生促炎介质和蛋白水解酶。目前关于抑制磨损颗粒诱导的巨噬细胞焦亡与缓解骨溶解的机制仍需深入研究,而人脐间充质干细胞(hucMSC)通过旁分泌信号在组织修复中发挥重要作用,其释放的小细胞外囊泡(hucMSC-EV)展现出抗焦亡的潜力。
研究成果及意义:为深入探讨假体周围骨质溶解患者的边界膜病理特征,研究团队从股骨颈骨折患者中收集滑膜(SM)组织,并从因无菌性髋关节松动导致骨溶解的患者处获得假体周围膜(PM)。通过H&E染色及PM组织中焦亡相关蛋白的表达水平分析,证实PM组织呈现出炎症环境及焦亡的病理特征,这可能与磨损颗粒引发的炎症和病理性骨吸收有关。随后,研究者设计并构建了一种源自M2-EV(M2巨噬细胞衍生的细胞外囊泡)与hucMSC-EV的融合细胞外囊泡(fEV),该复合物能够靶向递送到假体周围骨溶解区域。多项实验验证显示,fEV保留了两种源细胞外囊泡的生物学特性,并在抑制巨噬细胞焦亡方面表现出最显著的效果。体内外实验结果表明,fEV可通过多种机制调节磨损颗粒引起的巨噬细胞焦亡及骨代谢稳态。作者认为,fEV具有独特的靶向运输和免疫逃逸能力,增强了治疗性细胞外囊泡的抗焦亡作用,在磨损颗粒导致的假体周围骨溶解治疗中具有重要临床意义。此外,这一研究为基于靶向细胞外囊泡的药物递送系统设计提供了数据支持。
在该研究中,团队利用尊龙凯时人生就博提供的去外泌体胎牛血清(UR50202)进行M2和hucMSC细胞的培养,确保了细胞在排除外源血清外泌体干扰下的正常生长及外泌体的有效分泌,为后续外泌体提取和纯化实验奠定了基础。结果显示,提取的外泌体满足各项检测指标,满足了客户的下游实验需求。
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参考文献:Fused extracellular vesicles from M2 macrophages and human umbilical cord mesenchymal stem cells for the targeted regulation of macrophage pyroptosis in periprosthetic osteolysis, J Extracell Vesicles, 2024 Dec; 13(12): e70028。